книги из ГПНТБ / Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений

С П ДС иногда используется поэлементное сравнение при­ нятых из различных каналов кодовых комбинаций. Эта выполняемая ГУ операция позволяет с большой вероят­ ностью устранить необнаруженные кодом ошибки, т. е. снизить вероятность выдачи получателю неправильного сообщения. Применение поэлементного сравнения в сим­ плексных СПДС увеличивает вероятность неприема со­ общения, так как правильно принятое сообщение полу­

перечисленных функций, осуществляют управление трак­ том ПДС в режиме «Переспрос». Во всех системах ПДС с параллельной передачей ГУ обеспечивают синхрони­ зацию во времени, неодновременно поступивших из разных каналов сообщений.

Для получения требуемой надежности системы связи необходимо наряду с определением структуры трактов правильно организовать техническое обслуживание си­ стемы, которое состоит из ряда мероприятий по подго­ товке аппаратуры к работе и ее эксплуатации. К тако­ вым мероприятиям относятся: функциональный контроль ФК тракта ПДС в целом и его различных участков ка­ нала ПДС, канала ТЧ, цепей стыка АПДС-ИС, ПС, ап­ паратуры ПДС, позволяющий в процессе эксплуатации автоматически обнаружить отказ того или иного узла, тестовый контроль, плановое обслуживание, взаимодей­ ствие между аппаратной ПДС (ЛАЦ ПД) и аппарат­ ной, предоставляющей каналы ТЧ (ЛАЦ В Ч ) , взаимо­ действие между оконечными станциями, включая систе­ му телеобслуживания, и др.

Функциональный контроль тракта ПДС позволяет в процессе эксплуатации установить работоспособность тракта или, что то же, его отказное состояние. Работо­ способность тракта ПДС определяется объемом пере­ данной информации за время t, который не должен быть

меньше заданной величины. Нарушение работоспособно­

сти одноканального тракта ПДС может произойти из-за

42Q

аварии самой аппаратуры или отказа канала связи. По­ следнее более вероятно. В многоканальных системах ПДС наиболее вероятной причиной, вызывающей отказ­ ное состояние тракта, является авария одного из груп­ повых устройств. Во всех случаях, когда обнаруживается нарушение работоспособности тракта ПДС, формируется сигнал «Авария ТПДС» .

Функциональный контроль канала ПДС, канала ТЧ и аппаратуры позволяет определить отказное состояние каждого из звеньев, восстановление которых в течение определенного времени обеспечивает заданную надеж­ ность тракта в целом. Алгоритм обнаружения и устра­

иЛА Ц ВЧ;

—сигнал «Авария ТЧ» по каналу телеобслуживания передается на противоположную станцию, где также поступает в ЛАЦ ПД и ЛА Ц ВЧ;

—после восстановления работоспособности инфор­ мационного канала (резервированием или ремонтом) сигнал «авария канала ТЧ» автоматически снимается.

Анализ отказового состояния канала ТЧ в течение определенного времени необходим потому, что в канале ТЧ преобладают кратковременные самоустраняющие от­ казы, при появлении которых приступить к восстановле­ нию канала ТЧ нецелесообразно, так как такое вмеша­ тельство привело бы к увеличению среднего времени простоя канала ТЧ. Поэтому чем больше время анализа отказного состояния канала ТЧ, тем с большей вероят­ ностью определяется его устойчивое отказовое состоя­ ние. Однако для случаев устойчивых отказов увеличение времени анализа отказового состояния канала также приводит к увеличению среднего времени простоя канат да. Поэтому для каналов ТЧ, в зависимости от длитель­ ности и распределения кратковременных самоустраняю­ щихся отказов и от среднего времени восстановления, существует оптимальное время анализа отказового со^ стояния канала. В [41] показано, что для отечественных

каналов ТЧ многоканальных систем связи это время со­ ставляет 3 мин, При рдноканальном построении тракта

421

П ДС предусматривается замещение отказавшего канала ТЧ резервным каналом. Это резервирование осущест­ вляется автоматически при регистрации отказового со­ стояния канала ТЧ в течение 2,5+10 с.

Алгоритм сдачи-приема отказавшего канала ТЧ в Л А Ц ВЧ одинаков для всех видов трактов.

Отказ аппаратуры обнаруживается соответствующим функциональным контролем и устраняется путем замены поврежденного узла на исправный, взятый из ЗИП. Сум­ марное среднее время локализации отказа в аппаратуре и устранение этого отказа путем замены поврежденных узлов не должно превышать 15 мин.

нимается) одна из служебных комбинаций. Переход в режим АФК позволяет сохранить непрерывный контроль за состоянием тракта.

Устройства, реализующие все виды функционального контроля, разрабатываются одновременно с УЗО и УПС. При этом должна быть обеспечена автоматическая ра­ бота этих устройств. Принцип построения большинства устройств ФК зависит от того, какие УЗО и УПС исполь­ зуются в системе связи. Так, построение устройства, реа­ лизующего ФК тракта дуплексной системы связи, ис­ пользующей УЗО с РОС, принципиально отличается от устройства ФК тракта симплексной системы.

Тестовый контроль тракта ПДС и его элементов поз­ воляет выявить необнаруженные отказы и найти отка­ завшие узлы. В режим тестового контроля тракт ПДС переводится всякий раз, когда появляется сигнал «Ава­ рия тракта ПДС».

Плановое обслуживание производится по графику с прекращением функционирования объекта. Целью пла­ нового обслуживания является всесторонняя проверка' работоспособности системы, выявление неустойчиво ра­ ботающих узлов, устранение обнаруженных неисправнос­ тей, пополнение ЗИП. Периодичность планового обслу­ живания устанавливается в зависимости от надежност­ ных характеристик объекта и уточняется в процессе эксплуатации.

4 2 2

Система обслуживания тракта ПДС предполагает наличие между оконечными станциями канала взаимо­ действия. По этому каналу оконечные станции обмени­ ваются всей необходимой для поддержания требуемой надежности тракта служебной информацией. К ней от­ носятся сигналы об аварии аппаратуры, каналов, цепей стыка и др. В качестве канала взаимодействия обычно используются телеграфные каналы, образованные раз­ личными системами тонального телеграфирования. Струк­ тура современных систем ПДС позволяет сравнительно просто организовать передачу служебных сигналов не­ посредственно по тракту ПДС без изменения его харак­ теристик (производительности, надежности, достовер­ ности) .

Преимуществом такого метода огранизации канала взаимодействия по сравнению с использованием Т Л Г ка­ нала является его простота, меньшая стоимость, а глав­ ное, высокая достоверность передаваемых сигналом. Единственным недостатком данного метода является невозможность передачи на противоположную станцию сигнала «Авария тракта ПДС» . Однако практическая потребность передачи этого сигнала невелика, так как в большинстве систем ПДС, использующих для повы­ шения достоверности избыточные коды, независимо от

тающими каналами связи требуется как передача ин­ формации по нескольким каналам, так и выборка не­ пораженного сообщения на приеме. Параллельная пе­ редача информации по нескольким каналам может быть

должна быть одинаковой, что и обеспечит одновремен­ ную передачу сообщения по каналам связи. При таком режиме работы передающая часть ГУ не содержит бу­ ферных накопителей и передача обеспечивается синхрон­ ной и синфазной работой распределителей передатчиков

423

низации УЗО требуется всего одна цепь синхронизации между ГУ и каждым УЗО.

Требование одновременной передачи информации по каналам не является обязательным. Однако соблюдение

кают только однократное обращение за очередным со­ общением.

Выборка непораженного сообщения на приеме и пе­

Так, при двухканальном тракте ПДС может быть при­ менена «триггерная» выборка, т. е. такая, когда полу­ чателю выдается сообщение из какого-то одного канала до возникновения в нем ошибки, после чего к получателю подключается другой канал также до возникновения в нем ошибки и т. д. Если известно, что один из каналов обладает лучшими характеристиками, то применяется выборка с приоритетом. В этом случае выборка произво­ дится из лучшего канала, за исключением тех сообще­ ний, которые в нем приняты ошибочно, а в другом ка­ нале верно. При введении операции поэлементного срав­ нения сообщение получателю выдается только при усло­ вии идентичности принятых безошибочно по двум кана­ лам сообщений.

Выборка неискаженного сообщения в трехканальном тракте может осуществляться, например, по такому ал­ горитму, в установившемся режиме переключение вы­ борки на другой канал происходит по появлении в дан­ ном канале сигнала ошибки. Приоритет выборки отдает­ ся тому из двух оставшихся каналов, в котором дольше не было ошибок. Возможен и мажоритарный алгоритм выборки: правильным считается сообщение, одинаково

424

принятое в двух из трех каналов. Трехканальный тракт ПДС позволяет реализовать адаптивный алгоритм вы­ борки, изменяющийся по мере появления отказов кана­ лов. При исправном состоянии всех каналов применяется мажоритарный способ выборки голосованием; при вы­ ходе одного канала из строя обеспечивается автомати­ ческий переход к «триггерной» выборке и, наконец, при выходе из строя двух каналов — к выборке из одного оставшегося работоспособным канала.

Для обеспечения правильной выборки принимаемой информации в ГУ необходимо обеспечить синхрониза­ цию сообщений, принимаемых из различных каналов, т. е. уметь находить в любой момент времени в после­ довательностях, принимаемых из различных каналов, элементы начала идентичных сообщений. Эта задача является наиболее сложной 'при построении ГУ.

При построении трактов ПДС с целью 'получения наибольшей надежности обычно стараются использовать независимые и, если возможно, географически разнесен­ ные каналы связи. В этом случае даже при овязях сред­ ней протяженности (до 5000 км) разность в длинах ка­ налов ТЧ кабельных или радиорелейных систем может достигать 2000 км и более, что обусловит разность вре­ мени распространения сигналов большую 10 мс, а сле­

при скорости 4800 бод. Использование спутникового ка­ нала в качестве одного из каналов тракта приводит к резкому увеличению разности времени распространения до сотен миллисекунд и сдвигу принимаемых комбинаций на сотни и даже тысячи разрядов.

Задача синхронизации принимаемых сообщений в ГУ решается в зависимости от величины разности времени

одноименных я-разрядных комбинаций устанавливается анализом временного положения сигналов конца циклов приема всех приемников УЗО (или любых одноименных «контактов» распределителей приемников УЗО). Если разница во времени между ними не превышает полови-

425

питель информации. Заметим, что буферная память не­ обходима при любом алгоритме синхронизации приня­ тых слов.

Преимуществом алгоритма синхронизации при Р В Р , меньшем пто/2 является его автономность, т. е. возмож­ ность завершения процесса синхронизации без какихлибо дополнительных сигналов, передаваемых с проти­ воположной станции. Во всех остальных случаях, когда РВР>пто/2, такие сигналы необходимы. Простота алго­ ритма синхронизации должна учитываться при выборе длины цикла передачи ято проектируемой системы наря­

с короткого канала на длинный происходит запаздыва­ ние выдачи очередного слова. Если увеличение времени выдачи последующего слова не вызывает возражений со стороны получателя, то переключение выборки с длин­ ного канала на короткий приводит как бы к прежде­ временной выдаче слова, что для некоторых получателей недопустимо. В этом случае в ГУ устанавливается до­ полнительный накопитель, посредством которого удает­ ся поддерживать постоянство выдачи слов получателю.

Для трактов с Р В Р , большей ято/2, правильная вы­ борка информации па приеме возможна при адресации передаваемых слов. Адреса должны присваиваться цик­ лически каждому передаваемому слову (см. гл. 7) . При адресации слов функции ГУ на приеме сводятся к сле­ жению за правильной последовательностью адресов слов, выдаваемых из приемников вместе с сообщением. В тех случаях, когда алгоритм работы УЗО тракта не предус­ матривает адресацию слов, последняя может выполнять­ ся передающим ГУ.

Адресация слов приводит к некоторому снижению пропускной способности системы. Величина этого сни­

426

систем П Д С может быть устранен, если реализовать ад­ ресную систему без передачи адресных 'признаков в каж­ дом слове. Групповое устройство такой системы рабо­ тает следующим образом: на передаче и на приеме (в каждом канале) подсчитываются переданные и при­ нятые слова. Если счетчики приемного ГУ запущены при приеме одинаковых слов, то на приеме всегда известно, какое слово в данный момент принимается в каждом канале. Синхронизация передающего и приемного счет­ чиков осуществляется периодически посредством пере­ дачи по тракту специальных комбинаций (маркеров), несущих номер передаваемого вслед за маркером оче­ редного слова. Маркеры передаются после каждого пе­ рерыва связи в любом канале (переспрос, фазирование, обрыв, и т. д . ) .

Наличие разницы во времени распространения ин­

связи до момента приема первого слова этого массива информации без ошибки по длинному каналу, целесо­ образно использовать магнитные ЗУ. Недостатком алго­ ритма синхронизации с адресацией слов является не­ равномерность темпа выдачи сообщений получателю. Однако за счет незначительного увеличения емкости ЗУ посредством введения некоторого запаздывания по фазе эта аритмия может быть устранена.

Одним из наиболее распространенных способов син­ хронизации принимаемых сообщений дуплексных СПДС при любых Р В Р является выравнивание времени рас­ пространения информации в каналах путем задержки информации, передаваемой по короткому каналу на вре­ мя, соответствующее Р В Р . Такая задержка может осу­ ществляться либо на приемной станции посредством включения между УПС и УЗО линии задержки в виде сдвигового регистра, либо на передающей станции по­ средством более поздней выдачи каждого сообщения в короткий канал относительно длинного.

Процесс выравнивания времени распространения ин­

межканальное фазирование выполняется автоматически. Измерение Р В Р для включения соответствующей за-

427

держкн производится с помощью специально выделен­ ных комбинаций МКФ, периодически передаваемых во время фазирования наряду с информационными комби­ нациями. На время передачи комбинаций МКФ связь АПДС с источником сообщений блокируется. На прием­ ной стороне эти комбинации получателю не выдаются. Обычно для МКФ используются две комбинации: одна

изводится обычно при первоначальном вхождении в связь

ществляется после каждого циклового фазирования в

иБ выключены;

—запуск измерителя Р В Р на обеих станциях осу­ ществляется сигналом, формируемым в момент дешиф-

428

мя между выдачей комбинации Ф1 в каналы связи дол­

при приеме (я—1)-й комбинации Ф1 оба приемника ст. Б

Рис. 8.3. Диаграмма, поясняющая выбор периода выдачи ком­ бинации Ф1

429